第6回 地球シミュレータ シンポジウム に参加(興味本位で見に行っただけ)してきました。きっかけはこのブログの最初の話 、科学未来館で地球シミュレータを知ったことでして、見学会でもやってくれないかなと思ってHPをチェックしていたら今回のシンポジウムを知ることに。最初はシンポジウムが平日だったということで諦め、代わりに降着円盤の話 を聞きに行ったわけですが、結局休暇を取ってシンポジウムも聞きに行きました。科学未来館といい、どうもこの時期は休暇を取ってでもこういうのに行きたくなるらしい。

平日開催ということをもうちょっと考慮すべきでした。参加者はほどんどスーツ着用でして、私のような普段着は1割くらい。最初は気後れしましたが、まぁ来てしまったものはしょうがない。

前回までは地球シミュレータを使用していた外部研究機関による発表会だったらしいのですが、今回は全て管理団体である地球シミュレータセンターの職員による発表。そのため朝から聞くと、7名でストーリー立てて現状の成果とこれからの活動を話すというものでした。

まず現状は気象の予測に関してはかなり精度が出ているとのこと。12時間先までの計算ならまず外さない、台風の進路予測やそれによる雨の降る場所など実際とかなり一致するそうです。が、12時間以上となると外れが出てくる。

• 太陽
• 季節による日照時間
• 昼と夜
• 雲による日光のさえぎり
• 雪や氷による反射(地球を暖めない)
• 空気
• 暖められると上昇し元あった場所の気圧が下がる。逆に冷えると下降して気圧が上がる。
• 海水の蒸発で冷却、水蒸気が雨になることで加熱
• 空気は太陽光から直接ではなく、地上の熱で暖まる。よって地形に影響される。
• 海
• 風が吹くと蒸発しやすい
• 海流は地形に影響される。計算の精度が荒いと、島など微小な障害物の影響が無視されたりする。
• 塩分濃度は雨が降ったり河に近いと薄くなり、凍ったり蒸発すると濃くなる。これにより海水の比重が変わり、塩分濃度の高い海水は下に沈む。

これだけでも十分ややこしいし、とてつもない計算量になると思う。しかし数年とかさらに長期の予測となると、温室効果ガス、雨の降りやすい雲と降り難い雲(空気が汚すぎると雨が降らなくなる)、さらには太陽の活発さや太陽系の銀河系における位置まで影響してくる(宇宙線が降水に影響する)可能性が(しないかもしれないｗ)。

厄介なことにこれら長期予測で考慮しないといけないことの多く(上の3つなら、最低でも後者2つ)は分子･原子レベルの解析･シミュレートをしないと正確な予測に結びつかない。しかも複数の要素が互いに影響しあっている場合が多い。気の遠くなる複雑なお話。

もっとも手堅いのは考えられる全原子一個一個をシミュレートすることだけど、原子一個分の情報を記録するメモリーだけでも何万個もの原子が必要なので、地球の全原子シミュレート分のメモリーだけでも地球の何万・何億倍ものサイズになり、これは絶対無理。なので、このような原子レベルから宇宙からの影響までを考えたシミュレート(連結階層シミュレーションと呼ぶそうです)のためには、必要なところだけ原子レベルで後は荒っぽくというやり方になり、どこを荒っぽくできるのかというのを見つけるのが、これからの課題だそうです。

なんか、地球シミュレータの宣伝っぽくなりましたが、別に回し者じゃありませんので・・・

あと発表者は結構Mac使用してますね。デザイナーとか創造的･独創的な仕事の人はMacが多いのかなと思ってたのですが、発表者の一人がパソコンの計算の速さを実演するために、おもむろにコマンドラインからEmacs→Fortranのコンパイル→実行するのをみて、ああそういう理由でMacというのもあるのかなと。Windowsでもできないわけじゃないけど純粋な計算作業ならUNIXの方がやりやすいし、LinuxでもOpenOfficeがあるけどMacのプレゼンテーションほど洗練されてなさそうだし。

ココイチ のカキフライカレー、ここ数年毎年数回は食べているお気に入りメニューなのですが、9月の下旬になっても公式HPで予告がないので、今年はないのかと思ったらいつの間にやら発売していた。不覚。

去年はあまりおいしくなかった わけですが、それはまぁノロウィルスのせいとして、今年はいろんなものが物価高になっているため、お値段据え置き→質低下を心配してました。

で、今日食べてみたところ、味は元に戻ったようで一安心。このあとはスプーンなんだろうなｗ

第71回 地球情報館公開セミナー なるものを聴講して来ました。新杉田はちょっと遠いけど、まぁ幕張 の半分の時間でいけるわけでありｗ　毎月やっているそうで、今回のネタは降着円盤。

ブラックホールは回りにある全てのものをその重力で引き込むわけですが、全ての物が一直線にブラックホールに向かっていくわけではなく、周りをグルグル周回してなかなかブラックホールに近づかないの場合があります。なぜすぐに落ちないかというのは、月が地球に落ちてこなかったり、水星が太陽に落ちていかないのと同じ。近づくと回るスピードが上がってしまうので、遠心力が大きくなって遠ざかってしまう。近づくためには何らかの方法で回転運動にブレーキをかける(=運動エネルギーを奪う)必要があります。

降着円盤とは、こうしてブラックホールの周りをぐるぐる回り続ける原子･分子がたくさんあって、高圧･高速なガスの円盤を作っている状態。土星の輪みたいな感じですが、輪を作っているのは岩石や氷ではなく気体で、輪の幅もずっと大きい。ブラックホールに落ちないくらいの高速で回ってます。

で、このガスは延々と回っているわけではなく、光を発しています。その光のエネルギーの源がガスの運動エネルギーであり、ガスは光ることによって減速され、ブラックホールにゆっくり落ちていくことになります。

ここまでは私も予備知識として持っていましたが、講義で聞いたのはなぜ光るのか良くわかっていなかったということ。うん？高圧のガスなんだから、分子同士が互いにぶつかってそのときに光るんじゃ、と今まで思っていたのですが、気体を圧縮した直後は加熱して光を発するものの、冷えれば光らなくなり、高圧だから光るというわけじゃない。かといって、核融合が起きるほど高圧にはならない。

---

---

1. ガス粒子はプラズマとなっていて、磁束の貫く方向にしか自由に移動できない
2. このような粒子のひとつに外力(他の粒子がぶつかるとか)すると、その粒子は内側に行き、回転速度(角速度)が増加する
3. 他の隣接粒子は磁束で繋がれており、内側に入った粒子の角速度にあわせるように引っ張られ角速度を上げ、外側に出る
4. 隣接粒子が外側に出るエネルギーは内側に入った粒子の運動エネルギーであり、内側に入った粒子は再び外に出るエネルギーを失う
5. 全体的に見ると、これは最内周の粒子から最外周の粒子へのエネルギーのバケツリレー。
6. この移動によって磁束が変形、空間に変位電流が流れる
7. 変位電流は他の粒子によってジュール熱に変換、発光する

理屈は考えられても実際にそうかというのはコンピュータで膨大な計算するしか無いという内容。そこで地球シミュレータ で研究しているのだとか。シミュレーションの結果は、最初こそ磁束は図のように波打つ程度ですが、それがさらに別の粒子の移動を生み出し、最終的には縦横無尽に磁束が激しく変化するというもの(さながら、養殖ウナギに餌をやるときの風景ｗ)。このような激しい磁束の変化が生む変位電流が、発光の元になるという話でした。

膨大な計算のためにコンピュータを使う方法としては、BOINC などの分散コンピューティングがありますが、なんでも計算途中のデータでも平気で1TB行くらしく、PCではまだ無理な話だなぁと。